8086实模式理解（关于其中的分段）

如果你学习计算机组成原理的话，关于x86实模式介绍 中就有这样的描述：

x86体系的处理器刚开始时只有20根地址线，寻址寄存器是16位。我们知道16位的寄存器可以访问64K的地址空间，如果程序要想访问大于64K的内存，就需要把内存分段，每段64K，用段地址+偏移量的方式来访问，这样使20根地址线全用上，最大的寻址空间就可以到1M字节，这在当时已经是非常大的内存空间了。 物理地址=左移4位的段地址+偏移地址。

可是当你仔细想一下你就会发现，这是为什么呢？其中的原理他还是没有说清楚，我就是郁闷了快半个学期了，后来找了老师问了一下，才算真的明白了

教科书上只讲：１６＋４＝２０位，所以１６位段地址左移４位＋１６位偏移＝２０位物理地址。很多人也只是死记，其实并不知道其含义，而且还会感到晕，怎么１６位左移４位，再加１６位偏移就成２０位了？

这下面是我在google上搜索的一个博客，挺有意思的，如下：

最近实在颓废,居然捡起一本汇编来看

人生实在是杯具

就在刚才,忽然发现自己对实模式的理解,有些错误(也许现在的理解才是错的)

问么个,么个说他忘光了,我一下就杯具了

8086 的 CPU 寄存器有 16位宽,也就是说它能取到的最大值为 FFFF H

如果一切都是如此美好,8086的CPU能够控制的地址也是16位的,从0000~到FFFF H

可是事实总是不近人情,8086的地址总线是20位宽的,也就是说它一次能通过的最大数据是 FFFFF H(比16位多了一个F)

为了充分的利用那20位的位宽,intel的工程师,设计了一种间接的寻址方式

实际地址＝段寄存器内容×10H＋偏移量寄存器内容

有趣的事发生了

寄存器能取到的最大值是 FFFF H,

我们把FFFF H带入到上面的公式,算一算

FFFF H  * 10 H + FFFF  > FFFFF H

所得到的结果,超过了20位

so

我在想,我们是不是搞反了一个问题,限制内存访问的是20位宽的数据总线,而不是实模式下的内存访问方式

即 实际地址＝段寄存器内容×16＋偏移量寄存器内容 -> 这种方式能够访问超过20位的地址空间（很真确，但是这个并不是重点）

但是,数据总线只有20位的宽

类似段寄存器内容为 FFFF ,偏移寄存器为 FFFF 的情况是不可能出现的?

但愿我没有错.. ...（怎么不会出现，也会出现，下面我就介绍一下为什么）

 

其实，道理也简单，如果基址寄存器（16位），偏移量寄存器（16位）都用上的话（不过确实也都用上了），

基址            1111 1110 1010 0011 1001

4《

  1110 1010 0011 1001 0000

    +

偏移量：             1001 1110 1100 0101 1010

        ===================================

                             1000 1000 1111 1110 1010

即物理地址为：0x88fea=561130 相当于大约是56k的地址了，但是这个56k（一个段中）的固定的物理地址也可以由另外的基址和偏移量构成，你想一想也就清楚了，是不是呀。

 

也就是说，一个基址和偏移量对应的是一个固定的物理地址，但是一个物理地址可以对应多个基址和偏移量了，

 

所以说程序员在访问一个实际地址的时候可以用不同的数据，

有一个问题就是程序用是以段来管理的，此时，如果你知道了一个段的基址和偏移量，此时如果你想知道下一个段得地址的话，程序员就得自己算了，因为段的值是不连续的，呵呵，

 

总算解释完了，应该明白了吧，呵呵（这个时候你该知道了，为啥一个段容量是64k了吧，其实就是偏移量寄存器的最大值，而你任意给出一个值，就会对应着一个段中的唯一地址，可能你给的两个值会指向同一个物理地址呢。。。。）